在《超越想象的GPT医疗》一书开篇中描绘了一个虚构场景,面对患者病情突然恶化,医学住院实习生克里斯腾·陈通过和GPT-4对话,完成了对患者的救治、得到了心理安慰、并为患者向保险公司申请了授权,后续在查房中,还为肿瘤复发患者寻找合适的临床试验。生动的描述,让人切实感受到了AI为医疗行业带来的想象空间。
ChatGPT为核心的生成式AI爆火,再次引发全球对于人工智能的关注,我们认为AI将为包括医药行业在内的各个领域带来革命性变化。医疗AI的应用起源于20世纪70年代,随着如GPT-AI在内的人工智能技术不断更新迭代,医疗AI也向着更加智能化发展。最早的医疗AI应用集中于临床知识库,但受限于当时成本高昂和互联网基础设施有限,并未得到广泛应用。此后随着机器学习、NLP等技术普及,AI手术机器人、AI制药、CDSS等应用领域逐渐成熟落地,并涌现了如IBMWatson、DeepMind等知名医疗AI应用系统。国内医疗AI起步较国外晚,但发展迅速,20世纪80年代我国开始医疗AI的研究,1978年北京中医医院开发了国内首个辅助诊疗系统“关幼波肝病诊疗程序”,2010年以后医疗AI真正在国内蓬勃发展,阿里、百度、腾讯等头部互联网企业均设立医疗AI部门,2023年生成式AI成为新热点,百度文心一言首个应用落地医药行业,医疗AI应用不断深入创新。
从市场空间看,全球医疗AI市场规模超50亿美元,并将继续保持快速增长。根据GlobalMarketInsights报告,2022年全球医疗AI市场规模超过50亿美元,并预计将以超过29%的年均复合增速增长至2032年市700亿美元。从市场结构看,药物发现和医学影像是AI应用最广的两个领域,合计占比超过50%,随着制药工业发展和AI技术迭代,预计2032年AI药物研发市场规模将超过205亿美元。
中国市场起步较晚,处于高速增长期。根据IQVIA数据,2021年中国AI医疗市场规模不足40亿元,主要以智慧病案、信息系统和CDSS等应用为主,而在国外较成熟的医学影像和AI制药占比较低。未来10年,预计中国医疗AI市场空间将以超30%的复合增速增长,AI医学影像(CT、X光、病理、超声等)和AI制药将成为增长最快的细分市场。
政策支持,医疗AI产业体系逐渐完善。2016年3月,AlphaGo击败李世石成为AI领域的重要里程碑,此后世界各国开始重视AI发展,并发布符合自身国情的AI扶持政策。美国在2016年接连出台《白宫为人工智能的未来做好准备的报告》和《美国国家人工智能研究战略计划》两份重量级报告,加速人工智能在医疗等各领域的应用。中国政府高度重视AI+医疗产业发展,2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》首次将人工智能放在战略层面进行系统布局,聚焦AI与医疗等交叉学科应用,随后各级政府也陆续出台多项政策法规支持我国医疗AI产业发展,涉及产业、人才、审评审批及商业化等各个维度,逐渐建立起符合我国现状的医疗AI产业体系规范。
医疗AI技术经过数十年发展,应用领域百花齐放,我们根据不同终端用户,将医疗AI分为to医院、to药企和to个人用户三大类。其中医院作为医疗行为的主要发生场所,AI应用场景丰富、在商业化落地上亦相对成熟,因此本篇报告作为招商医药团队医疗AI系列专题第一篇报告,将重点聚焦AI在医院端的使用情况。
关于AI在医院端的应用,在本文开头所提到的医学住院实习生克里斯腾·陈所经历的虚构场景中,也侧面回答了大众关注了两个焦点问题。
关于AI能否承担医疗责任,我们认为仍需要医生进行二次确认:“通常,在取信GPT-4的回答之前,他们会先进行二次核查。GPT-4让她感觉自己的能力得到了扩展。相较于仅仅依赖自己的大脑、尚未实现的传染病会诊承诺或医院的电子病历,她感到更加安心。”
关于AI是否会替代医生,我们认为AI将为医生带来效率的提升和帮助实现更多更有意义的工作的开展:“有了GPT-4,她就有更多时间督促其他即将出院的患者关注预防性护理的重要性。她将病患的病历复制到手机上……以发现病患护理计划中可能存在的漏洞。果不其然,它发现了一名逾期未做结肠镜检查的患者、一名胆固醇偏高需使用他汀类药物治疗的患者,以及一名有高风险心脏病但已经有5年未检查血脂水平的患者。”
以AIGC为核心的智能导诊系统有效提高就诊效率,助力个性化医疗和分级诊疗。相比于传统导诊系统,AIGC技术交互性更强,通过直接连接医院门诊数据,运用大数据、语言交互与深度学习技术,为患者精准匹配相应就诊科室甚至医师,解决临床“挂错号,走错科”问题,满足个性医疗需求。对于医院来说,智能导诊系统/机器人能减轻医护人员的重复性工作,起到降本增效作用,此外还可以通过AI技术合理安排门诊分级分流,促进医疗资源有效利用,助力分级诊疗政策实施。目前智能导诊系统/机器人已经广泛应用于各级医院的门诊终端,助力智慧医院建设,以新疆医科大学附属肿瘤医院为例,该院共建设6台全流程AI智能导诊机器人,全流程AI智能导诊机器人在2021年1月至2023年4月期间累计完成交互139万余次,门诊充值金额490万余元,应用效果明显。
根据《中华检验医学杂志》文章,临床决策所需信息有70%以上来自于检验诊断,检验科具有数据量庞大,自动化程度高的特点,为AI技术落地创造有利条件。AI技术与检验医学结合具有较高的临床价值,广泛应用于辅助报告解读、推荐检验项目、疾病预测及治疗等领域,能极大提高临床诊断结果的可靠性和准确性,AI+诊断也成为目前研究最为火热的医疗AI应用领域之一,包括AI检验、AI医疗影像等使用场景。
检验医学的发展经历了手工检验、半自动化和全自动化检验到实验室流水线多个时代,随着实验室自动化和信息化建设程度提高,智能化成为检验医学学科新发展趋势。基于人工智能技术平台,可以实现检验实验室自动采样,自动转运,自动质控,根据患者临床症状和历史检测信息自动推荐检验项目,对检验结果自动审核与辅助解读,进行疾病预测与治疗,助力精准医疗,最终实现无人值守的智能检验实验室。
病理诊断是大部分疾病尤其是癌症诊断的“金标准”,但相比于检验科、影像科诊断,病理科诊断流程复杂、自动化程度低、诊断时间长,“显微镜+病理组织切片”为特点的传统人工诊断模式工作量大且误诊率高。以人工智能技术为核心的智慧病理在病理切片数字化(数字病理)基础上,依托海量数据形成的数据集,以深度学习技术找出数据集的内在共性,对可疑靶区做出勾画、渲染,辅助病理医生判读切片,有效促进诊断效率和质量,提升病理行业数字化水平。

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